Undersøgelse finder årsag til synshandicap hos astronauter

Et visuelt problem, der påvirker astronauter, der tjener på lange missioner i rummet, er relateret til volumenændringer i den klare væske, der findes omkring hjernen og rygmarven, ifølge ny forskning, der blev præsenteret i dag på det årlige møde i Radiological Society of North America (RSNA).

I løbet af det sidste årti, flyvekirurger og forskere på NASA begyndte at se et mønster af synshandicap hos astronauter, der fløj langvarige rummissioner. Astronauterne havde et sløret syn, og yderligere test afsløret, blandt flere andre strukturændringer, udfladning på bagsiden af ​​deres øjenkugler og betændelse i hovedet på deres synsnerver. Syndromet, kendt som synshandicap intrakranielt tryk (VIIP), blev rapporteret i næsten to tredjedele af astronauter efter langvarige missioner ombord på den internationale rumstation (ISS).

"Folk vidste i starten ikke, hvad de skulle gøre af det, og i 2010 var der en stigende bekymring, da det blev tydeligt, at nogle af astronauterne havde alvorlige strukturændringer, der ikke var fuldstændig reversible ved tilbagevenden til jorden, "sagde studieforfatter Noam Alperin, Ph.d., professor i radiologi og biomedicinsk teknik ved University of Miami Miller School of Medicine i Miami, Fla.

Forskere troede tidligere, at den primære kilde til problemet var et skift af vaskulær væske mod overkroppen, der finder sted, når astronauter tilbringer tid i mikrogravitet i rummet. Men forskere ledet af Dr. Alperin undersøgte for nylig en anden mulig kilde til problemet:cerebrospinalvæske (CSF), den klare væske, der hjælper med at dæmpe hjernen og rygmarven, mens den cirkulerer næringsstoffer og fjerner affaldsmaterialer. CSF -systemet er designet til at rumme betydelige ændringer i hydrostatiske tryk, såsom når en person rejser sig fra liggende til siddende eller stående stilling. Imidlertid, rummets tyngdekraft giver nye udfordringer.

"På jorden, CSF -systemet er bygget til at imødekomme disse trykændringer, men i rummet er systemet forvirret over manglen på de arbejdsrelaterede trykændringer, "Sagde Dr. Alperin.

For at lære mere om CSF's rolle i rumflyvningsinduceret synshandicap og øjenændringer, Dr. Alperin og kollegaer udførte bane- og hjerne-MRI-scanninger i høj opløsning før og kort tid efter rumflyvninger til syv langvarige mission ISS-astronauter.

De sammenlignede resultaterne med dem fra ni kortvarige missioner med rumfærge-astronauter. Ved hjælp af avancerede kvantitative billeddannelsesalgoritmer, forskerne ledte efter en sammenhæng mellem ændringer i CSF -mængder og det visuelle systems strukturer.

Resultaterne viste, at sammenlignet med kortvarige astronauter, langvarige astronauter havde betydeligt øget udfladning af deres øjenbolde efter flyvningen og øget fremspring af synsnerven. Langvarige astronauter havde også signifikant større stigninger efter flyvningen i orbital CSF-volumen, eller CSF omkring de optiske nerver inden i kraniet i kraniet, der holder øjet, og ventrikulær CSF -volumen - volumen i hjernens hulrum, hvor CSF produceres. De store okulære ændringer efter rumfart observeret hos ISS besætningsmedlemmer var forbundet med større stigninger i intraorbital og intrakraniel CSF-volumen.

"Undersøgelsen giver, for første gang, kvantitativ dokumentation indhentet fra astronauter med kort og lang varighed, der peger på CSF's primære og direkte rolle i kloden deformationer set hos astronauter med synshandicapssyndrom, "Sagde Dr. Alperin.

Der var ingen signifikante ændringer efter flyvningen af ​​grå stofmængde eller hvidt stofvolumen i hver gruppe af astronauter.

Det er nødvendigt at identificere oprindelsen af ​​de ruminducerede okulære ændringer, Dr. Alperin sagde, til udvikling af modforanstaltninger for at beskytte besætningen mod de negative virkninger af langvarig eksponering for mikrogravitation.

"Hvis de okulære strukturelle deformationer ikke identificeres tidligt, astronauter kan lide irreversibel skade, "bemærkede han." Når øjenkloden bliver mere flad, astronauterne bliver hyperopiske, eller fremsynet. "

Ifølge Dr. Alperin, NASA undersøger en række mulige foranstaltninger for at simulere de forhold, der fører til VIIP og teste forskellige modforanstaltninger.